Scientific Value of Arctic Sea Ice Imagery Derived Products pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:National Academy Press (COR)

出品人:

页数:48

译者:

出版时间:2009-6

价格:$ 16.95

装帧:

isbn号码:9780309137638

丛书系列:

图书标签:

Arctic Sea Ice
Remote Sensing
Imagery Analysis
Sea Ice Products
Scientific Applications
Polar Research
Climate Change
Data Validation
Algorithm Development
Cryosphere

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具体描述

极地冰盖的静默诉说：从图像洞察地球气候脉搏北极海冰，这片覆盖着地球最北端、变幻莫测的巨大冰面，不仅仅是冰冷的景观，更是地球气候系统的关键调节器，是衡量全球变暖速度的晴雨表，更是无数生命赖以生存的家园。随着科技的进步，我们得以通过先进的成像技术，捕捉到这片广袤冰原上细微而深刻的变化。本书《极地冰盖的静默诉说：从图像洞察地球气候脉搏》便致力于深入剖析这些源自太空、航空器和地面观测的丰富海量图像数据，揭示其背后蕴藏的科学价值，以及它们如何帮助我们更全面、更准确地理解极地海冰的动态演变，并进而洞察整个地球气候系统的脉搏。本书的核心在于，我们不仅仅是呈现精美的极地图像，而是要将其转化为具有深刻科学意义的认知。我们认识到，海冰的形态、分布、厚度、融化速率、冰的年龄和类型，以及其与海洋、大气和生物之间的相互作用，都能够在高质量的图像中得到体现。这些图像，就像是来自极地的“高清新闻”，记录着这里正在发生的每一刻变化。然而，要“读懂”这些图像，需要强大的科学分析能力和多学科的知识融合。本书正是架起了这座桥梁，将图像信息与气候模型、物理过程、生态反馈等紧密结合，从而挖掘出图像中蕴含的丰富科学信息。图像技术：解锁极地冰盖的细节之眼本书将首先详细介绍用于观测北极海冰的各类前沿成像技术。这包括但不限于：遥感卫星图像：重点阐述光学成像传感器（如MODIS, VIIRS）、微波遥感器（如Sentinel-1, CryoSat-2）以及热红外传感器在监测海冰覆盖范围、类型、冰龄以及冰面形貌方面的独特优势和局限性。我们将深入探讨不同传感器如何捕捉到海冰的亮度、反照率、表面粗糙度、介电常数等关键物理参数，这些参数直接关系到海冰的融化、生长和动力学过程。例如，微波雷达能够穿透云层，不受光照条件影响，是全年监测海冰的关键，而光学图像则能提供更高空间分辨率的细节，揭示冰山的形状、裂缝的分布以及冰面上的融水池等。航空遥感：详细介绍机载激光雷达（LiDAR）、高光谱成像仪以及合成孔径雷达（SAR）等技术在获取高精度海冰厚度、表面形貌和冰面组成信息方面的作用。机载LiDAR能够以厘米级的精度测量冰面高度，从而推算出海冰的厚度。高光谱成像仪则可以分辨出不同成分的海冰，例如新鲜冰、陈年冰、融化冰以及冰面上的积雪。SAR数据的高分辨率和穿透云雨的能力，使其在冰区的精细化监测中扮演着重要角色。地面和船载观测：尽管篇幅有限，本书也会提及地面和船载观测的重要性，它们作为遥感数据的“地面验证”，对于校准和验证卫星及航空遥感数据至关重要。我们将讨论钻探取芯、声纳测量、浮标数据以及直接目视观测等方法，如何为图像数据的解读提供关键的地面支持。从图像到科学认知：海冰动态演变的量化分析本书的重点在于，如何从这些多源、多光谱、多时相的图像数据中提取出具有科学价值的信息，并用于理解海冰的动态演变。我们将详细探讨以下几个关键领域：海冰覆盖范围与分布的长期监测：通过对大量卫星图像的分析，本书将展示如何精确量化北极海冰覆盖面积和分布的长期变化趋势，揭示其季节性波动和年际差异。我们将分析不同区域海冰范围的变化速率，例如北极海中央、巴伦支海、波弗特海等，并对比不同时期海冰的分布格局。海冰厚度与冰龄的估算：阐述如何结合微波测高卫星数据、雷达散射计数据以及海冰模型，估算海冰的平均厚度以及不同年龄段冰的比例。我们将讨论陈年冰（多年冰）的减少，以及其对海冰稳定性和融化过程的影响。厚度是海冰抵抗融化的重要指标，陈年冰的减少意味着北极海冰整体变得更薄、更脆弱。海冰类型的识别与分类：详细介绍利用光学、微波和热红外遥感数据，对不同类型海冰（如固定冰、浮冰、冰山、融化冰、积雪冰等）进行识别和分类的方法。我们将展示图像特征（如反照率、纹理、光谱响应）如何被用来区分这些冰类型，以及不同冰类型的存在如何影响海冰的动力学和热力学过程。海冰融化与生长过程的动力学研究：通过分析图像序列，研究海冰的融化速率、冰的破碎、漂移和聚集过程。我们将探讨融水池的形成与演变，积雪覆盖对冰面反照率的影响，以及海冰在不同天气条件下的动态行为。这些过程的量化分析，对于理解海冰的能量平衡和气候反馈机制至关重要。海冰与海洋、大气相互作用的洞察：探讨图像数据如何揭示海冰与海洋之间的能量和物质交换，例如海冰的融化如何影响海洋的盐度和温度，以及海冰覆盖如何改变海-气界面上的动量和热量交换。我们将分析海冰变化对海洋环流、海平面以及大气温度和降水模式可能产生的影响。海冰对极地生态系统的影响：讨论海冰的变化如何直接影响北极的海洋生物，包括浮游生物、鱼类、海洋哺乳动物（如北极熊、海豹）的栖息地、觅食和繁殖。我们将展示图像数据如何帮助追踪和评估海冰变化对这些生物种群的影响，从而为保护极地生态系统提供科学依据。超越冰面：极地图像数据的全球气候意义本书的价值不仅在于对北极海冰本身的研究，更在于其对全球气候系统的深远意义。北极海冰的变化，并非孤立事件，而是全球气候变化的一个重要缩影，并且会产生级联效应，影响全球范围内的天气和气候模式。气候模型验证与改进：强调遥感图像数据在验证和改进气候模型中对北极海冰过程的模拟方面的重要性。通过对比模型预测结果与实际观测数据，我们可以识别模型的不足，并不断对其进行优化，从而提高全球气候预测的准确性。全球气候变化的指示器：阐述北极海冰作为全球变暖最敏感的区域之一，其快速融化成为全球变暖最直观的证据。我们将分析海冰减少如何导致北极放大效应（Arctic Amplification），即北极地区升温速度远超全球平均水平。对全球海平面上升的影响：尽管北极海冰融化本身对海平面上升的直接贡献有限（因为冰已漂浮在水中），但其融化会加速格陵兰冰盖的融化，而格陵兰冰盖的融化是导致全球海平面上升的主要因素之一。本书将探讨如何通过海冰图像数据来间接评估这种关联。对全球天气模式的潜在影响：探讨北极海冰的减少是否会影响中纬度地区的天气模式，例如极地涡旋的稳定性及其与大气环流的关系。相关的研究表明，北极海冰的异常变化可能与极端天气事件（如寒潮、热浪）的发生频率和强度有关。展望未来：挑战与机遇在本书的结尾，我们将展望利用极地冰盖图像衍生的产品来理解气候变化的未来。我们将讨论当前研究面临的挑战，例如数据的连续性、多源数据的融合、复杂物理过程的精细化模拟等。同时，我们也 optimistic 地展望未来的机遇，包括新一代遥感技术的发展、人工智能在图像分析中的应用、以及多国科学家合作的加强，这些都将为我们提供更强大的工具来深入理解和应对北极海冰变化带来的挑战。《极地冰盖的静默诉说：从图像洞察地球气候脉搏》旨在为气候科学家、环境研究人员、政策制定者以及对地球科学感兴趣的公众，提供一个全面、深入、富有洞见的视角，理解北极海冰的科学价值，并认识到这些来自地球最北端的图像，正在以前所未有的方式，诉说着关于我们星球未来气候的深刻信息。本书将是一本集学术性、前沿性和启示性于一体的著作，它将引导读者穿越冰川的海洋，倾听极地的低语，从而更好地理解我们共同居住的这颗蓝色星球。